人造卫星已经有几十年的发展历史,但在上世纪末期,有一种新的卫星失效现象引起人们的关注,代表事件是美国几颗运行在地球同步轨道上的卫星接连发生太阳电池阵输出功率下降,造成卫星使用受限,甚至无法使用的情况。国外科学家开展了大量的地面模拟验证试验,将问题定位于高输出电压太阳阵与空间等离子体相互作用引发的空间静电放电问题,摸索出一些静电防护设计的措施,并取得了在轨应用的成功。我国关于高输出电压太阳阵的静电防护研究也是从地球同步轨道的通讯卫星开始的,通过几颗国际合作卫星的研制,总结出一些防护方法,取得了一定成绩。本课题研究的高输出电压太阳阵属于一颗运行于低地球轨道的卫星,载荷需要电源系统提供的短期功率达到10KW,这是我国低地球轨道卫星第一次面临如此大功率需求。低地球轨道的空间环境对太阳电池阵的静电放电影响是否与同步轨道相同,采取哪种防护设计解决工程实际应用问题,成为本课题的研究重点。先通过对高输出电压太阳阵的静电放电机理研究,再分析地球同步轨道环境与低地球轨道环境的差异,发现一次放电无法避免,避免二次放电才是开展静电防护设计的着眼点。利用新型电池片进行放电阈值地面摸底试验,获取无防护状态下一次放电、二次放电的电压阈值。然后通过优化电池片的布片设计,在等效降低电池串间电压的基础上,提出宽间隙和涂防护胶两种静电防护设计方案,通过模拟验证试验,最终确定了宽间隙、“S”形排布、不涂胶的防护手段,为该太阳电池阵的在轨工程应用奠定基础。